[发明专利]一种多源大尺度面曝光3D打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能化控制和图像处理技术，具体涉及对投影仪投出的图片进行处理，通过使用多个投影仪且根据其个数和放置位置对切片进行处理，从而实现对多源大尺度面曝光3D打印方法研究与实现。

背景技术

3D打印机诞生于20世纪80年代中期，是由美国科学家最早发明的。3D打印机是指利用3D打印技术生产出真实三维物体的一种设备，其基本原理是利用特殊的耗材(胶水、树脂或粉末等)按照由电脑预先设计好的三维立体模型，通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型，最终打印出3D实体。快速成形技术以其加工速度快、成本低，广泛应用于产品开发阶段的模型制作。3D打印是快速成形技术的一种，它首先将物品转化为3D数据，然后运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，逐层分切打印。模具制造、工业设计用于建造模型，现正发展成产品制造，形成“直接数字化制造”。目前已形成多种不同的快速成形工艺,如立体光固化(SLA)、层合实体制造(LOM)、熔融沉积造型(FDM)、选域激光烧结(SLS)、三维打印(3DP)、面曝光打印(DLP)等。但是就目前而言，FDM精度较差，需要不断地熔化材料丝并且等待材料固化，总体成型速度较慢。SLA技术受限于振镜光学特点，一般振镜式的成型幅面小于300mm×300mm。超过这个幅面需要借助动态聚焦系统，这时成本会获得大幅提高。振镜系统的原理决定：幅面越大，焦距越长，光斑越大，激光能量损耗也越多。DLP技术类似于投影仪，其中最核心的元器件是DMD芯片，DLP最大的优势是可以逐层曝光，理论上速度很快，但若需要较大幅面，同时要满足固化光的高功率密度，就不得不大幅度提高光强，但DMD无法承受太高的光强，同时光强增大之后，系统散热问题严重。所以，目前基于DLP技术的3D打印，在加工幅面方向上发展缓慢。

发明内容

本发明实施例将提供一种多源大尺度面曝光3D打印方法，主要通过使用多个投影仪且根据其个数和放置位置对切片进行处理，从而达到提高面曝光3D打印机的打印面积。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

一种多源大尺度面曝光3D打印方法，包括以下步骤：

步骤100、遍历一个模型的所有切片，寻找这些切片中可曝光面积最大的切片，把其记为A，并在以后对其进行处理；

步骤200、获取切片A的可曝光区域的轮廓，通过轮廓获取此可曝光区域的最左面，最右面，最上面和最下面的点，根据这四个点确定出此可曝光区域左上角和右下角或右上角和左下角点作为两个基准点；

步骤300、根据步骤200确定的两个基准点，对应到原来的切片上去，确定出可曝光区域的外接矩形，完成对原切片可曝光区域的截取，获取需要曝光的总面积，把截取区域依照需曝光区域的宽和高为最大限等比例的放大，然后把放大之后的图像与曝光总尺寸大小的黑色背景融合；

步骤400、根据步骤300的放大比例为基准依次去放大所有的切片，把放大的所有切片依次保存下来，并对保存下来的切片按照投影的放置位置进行分割，并对分割的图片进行处理，保证在投影拼接时的无缝性。

其中，遍历一个模型的所有切片，寻找这些切片中可曝光面积最大的切片，把其记为A，并在以后对其进行处理步骤100包括：

统计每张切片中像素点的灰度为255的个数，把统计好的个数N和对应的图片存储起来；

通过之前存储好的图片以及其对应的灰度为255的像素点的个数N，通过比较每张切片N的大小得出之前存储的N最大的那张切片，把其记为A。

其中，获取切片A的可曝光区域的轮廓，通过轮廓获取此可曝光区域的最左面，最右面，最上面和最下面的点，根据这四个点确定出此可曝光区域左上角和右下角或右上角和左下角点作为两个基准点的步骤200包括：

获取切片A的可曝光区域的轮廓，对轮廓中所有的点进行遍历，根据每个像素点的宽和高的信息，从而确定此轮廓的最左面，最右面，最上面和最下面的点；

通过获取最左面点的宽度信息和最上面点的高度信息，可以确定出一个位于此轮廓的左上角点，同样通过获取最右面点的宽度信息和最下面点的高度信息，可以确定出一个位于此轮廓的右下角点，同理可确定出右上角和左下角的点。

其中，根据步骤200确定的两个基准点，对应到原来的切片上去，确定出可曝光区域的外接矩形，完成对原切片可曝光区域的截取，获取需要曝光的总面积，把截取区域依照需曝光区域的宽和高为最大限等比例的放大，然后把放大之后的图像与曝光总尺寸大小的黑色背景融合的步骤300包括：